第一章.玻璃的结构与性质分析.ppt

　 (a) 硼氧三元环基团中原子之间距离的对比图 　 　B2O3玻璃在不同温度下的结构模型 硼 氧 层状　　　　　　链状 　其他氧化物玻璃结构 （P2O5 ） 　基本结构单元是磷氧四面体[PO4]，有一个键能较高的双键；? 　?[PO4]中的P-O-P键角为140°，其结构不对称 P4O10分子结构构示意图 磷； 氧 　P2O5结构是层状，层间由范德华力?（分子间引力） P2O5玻璃性质表现： 黏度小，化学稳定性差，热膨胀系数大。 氧化物AmOn能形成玻璃应具备的条件：? 一个氧离子最多同两个阳离子A相结合? 围绕一个阳离子A的氧离子数为3－4个? 网络中这些氧多面体以顶角相连? 每个多面体中至少有3个氧离子与相邻的?多面体形成三维空间发展的无规则连续网络 1.1.4　玻璃结构中阳离子的分类及各种氧化物在玻璃中的作用 按阳离子（元素）与氧结合的单键强度大小和生成玻璃能力，分三类 网络生成体氧化物的阳离子 网络外体氧化物阳离子 中间体氧化物阳离子 1.玻璃结构中阳离子的分类 网络生成体氧化物应满足的条件： （1）每个氧离子应与不超过两个阳离子相联 （2）在中心阳离子周围的氧离子配位数必须小于或等于4 (3)氧多面体相互共角而不共棱或面 (4)每个多面体中至少有三个顶角共用 具有特性的氧化物主要有：sio2,B2O3,P2O5等等 （1）　网络生成体氧化物阳离子 能单独生成玻璃，能形成自己独立的网络体系，阴阳离子键为共价、离子混合键，阳离子配位数为3或4，阴离子配位数为2，配位多面体一般以顶角相连。 （2）　网络外体氧化物阳离子 不能单独生成玻璃，不参加网络，而使其阳离子分布在四面体之间的空隙中，以保持网络中局部地区的电中性，因为它们主要作用是提供额外的氧离子，从而改变网络，即可提供游离氧起“断网作用”，又可使断网的积聚者。 说明：当阳离子的场强较小时，主要是断网作用? 　　　当阳离子的场强较大时，主要是积聚作用 （3）　中间体氧化物阳离子 不能单独生成玻璃，其作用处于网络生成体和网络外体之间，氧化物键强主要为离子键，单键强度介于网络生成体和网络外体之间，配位数一般为6，既可提供游离氧起“断网作用”，又可使补网的作用。 说明：当配位数为6时，断网作用? 　　　当配位数夺取游离氧后由6变为4时，补网作用 积聚作用增强 2.　各种氧化物在玻璃中的作用 （1）　碱金属氧化物的作用（掌握） Li2O、Na2O、K2O Na2O K2O 主要是提供游离氧，起断网作用，使结构疏松，降低玻璃熔化温度，使许多理化性能变坏。 K+半径较大，场强小，与氧结合力较弱，则K2O给出游离氧的能力最大，依次是Na2O、Li2O。 Li2O Li+场强比K+、Na+大，起积聚作用。 取代 在低硅玻璃中，用Li2O取代等量的Na2O或K2O，可以强化玻璃结构，使玻璃性能得以改善。Li+在高温时有很强极化能力，能减弱Si-O键的作用，即有强烈的助熔作用。 混合碱效应 二元的碱硅玻璃中，保持碱金属氧化物含量不变，用一种碱金属氧化物逐步取代另一种碱金属氧化物时，玻璃的性质不是呈现直线变化，而是出现明显的极值的效应。 （2）　二价金属氧化物的作用（理解） 二类 一是碱土金属氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO) 。? 二是ZnO、CdO、PbO CaO 属网络外体，配位数一般为6，高温时Ca2+聚积作用弱，而极化力强，使玻璃的高温粘度降低，随温度降低，极化力降低，积聚作用增强，粘度迅速增大。则能提高玻璃黏度对温度的变化率（料性），即使玻璃的料性变短，但当CaO含量太高时，由于Ca2+的积聚作用，使玻璃的析晶增大，脆性也增大。 MgO 有4或6配位，但一般是八面体，属网络外体。若R2O含量较多，而不存在Al2O3、B2O3时，形成[MgO4]而进入网络，使结构疏松，密度和强度下降。 在钠钙硅玻璃中，以MgO取代部分CaO，可降低玻璃的析晶能力与延长玻璃料性。 MgO玻璃在水或碱液的作用下，易产生脱片现象。 BaO 网络外体，其场强最小，极化能力弱，作用介于RO与R2O之间。 能增加玻璃的折射率、密度和化稳性，有助熔作用，对耐火材料有侵蚀作用，含量高时易产生二次气泡。 * * * * * * * 从目前技术水平，并不是所有物质都能形成玻璃。 * 从目前技术水平，并不是所有物质都能形成玻璃。 1.1 玻璃的结构 1.2玻璃的生成规律及其相变 1.3玻璃的性质 第一章　玻璃的结构与性质 质点在三维空间排列没有规律性， 即远程无序，不排除局部区域可能存在规则排列，即近程有